專利名稱：分布式蜂窩網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分布式蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明提供了一個(gè)分布式蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)把通信業(yè)務(wù)量引導(dǎo)到能夠有效執(zhí)行所需功能的網(wǎng)絡(luò)組件，從而均衡處理和信令負(fù)載。這種解決方式促進(jìn)了靈活部署，并且根據(jù)用戶和系統(tǒng)需要來調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)容量。
背景技術(shù)：
蜂窩通信系統(tǒng)在本領(lǐng)域是眾所周知的。在一個(gè)典型的蜂窩系統(tǒng)中，將多個(gè)基地收發(fā)信臺(BTS)部署在多個(gè)遠(yuǎn)程位置，從而提供無線電話覆蓋范圍。每個(gè)BTS都服務(wù)于一個(gè)相應(yīng)的小區(qū)，并且，當(dāng)移動臺(MS)進(jìn)入小區(qū)時(shí)，BTS與MS進(jìn)行通信。而對一個(gè)很大區(qū)域的覆蓋則是通過在這個(gè)區(qū)域設(shè)置多個(gè)BTS來實(shí)現(xiàn)的。這種常規(guī)蜂窩網(wǎng)絡(luò)在D.M.Balston和R.C.V.Macario所著的Cellular Radio Systems(ArtechHouse 1993)中有所描述。
常規(guī)蜂窩網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是每個(gè)BTS都代表數(shù)量眾多的硬件。舉例來說，每個(gè)常規(guī)BTS都包含多個(gè)天線、多個(gè)收發(fā)信機(jī)、多個(gè)信號處理器、一個(gè)中央處理器以及一個(gè)接口處理器。由于所有這些硬件，每個(gè)BTS還表示相當(dāng)多的費(fèi)用。此外，由于經(jīng)常將天線放置在戶外，例如大樓頂端或是其他遭受氣象環(huán)境因素的位置，因此BTS的電子儀器受到很大的溫度波動以及天氣條件的影響，而這有可能縮減電子儀器壽命。
另外，網(wǎng)絡(luò)和切換子系統(tǒng)(NSS)架構(gòu)不但支持蜂窩網(wǎng)絡(luò)的主要切換功能，而且支持用戶數(shù)據(jù)和移動性管理所需要的數(shù)據(jù)庫。NSS的主要作用是管理移動用戶與其他電信網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信。NSS對中轉(zhuǎn)交換機(jī)與信令轉(zhuǎn)發(fā)點(diǎn)的大多數(shù)信令、號碼和位置進(jìn)行處理。在常規(guī)的蜂窩架構(gòu)和技術(shù)中，NSS無法處理切換和呼叫路由，而切換和呼叫路由將能實(shí)現(xiàn)一種更為靈活的蜂窩部署。
需要一種蜂窩網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)結(jié)合了一個(gè)低成本收發(fā)信機(jī)與一種靈活的部署技術(shù)，從而以很低成本在一個(gè)很大區(qū)域上實(shí)現(xiàn)通信覆蓋。并且還需要一個(gè)無線電管理系統(tǒng)，用于管理這種蜂窩網(wǎng)絡(luò)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了所提出的問題，并且提供了一個(gè)分布式蜂窩網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)將一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的功能網(wǎng)絡(luò)組件高度結(jié)合，從而有效分配和均衡了通信處理負(fù)載。本發(fā)明還提供了一種靈活的部署技術(shù)，從而以相對較低的成本而在一個(gè)很大區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了通信覆蓋。
分布蜂窩網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)示范性實(shí)施例為無線電通信提供了多個(gè)移動臺。多個(gè)基地收發(fā)信臺網(wǎng)絡(luò)組件被配置成在一個(gè)無線介質(zhì)上與多個(gè)移動臺進(jìn)行通信，其中每個(gè)基地收發(fā)信臺都包含一個(gè)適于耦合到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)接口。多個(gè)基站控制器網(wǎng)絡(luò)組件中的每一個(gè)都包含一個(gè)適于耦合到該網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)接口。至少一個(gè)移動臺控制器網(wǎng)絡(luò)組件包括一個(gè)適于耦合到網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)接口。為了效率而對系統(tǒng)進(jìn)行配置，以便基地收發(fā)信臺、基站控制器以及移動交換中心之間的通信業(yè)務(wù)量負(fù)載均衡。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括將低成本的收發(fā)信機(jī)與靈活部署相結(jié)合，從而以低成本而在大區(qū)域上實(shí)現(xiàn)了通信覆蓋。
附圖簡述本發(fā)明的附加優(yōu)點(diǎn)將通過閱讀以下詳細(xì)說明并且參考附圖而變得清楚，其中

圖1描述了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)；圖2描述了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的GSM協(xié)議與GSM接口的聯(lián)系；圖3描述了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的GSM系統(tǒng)的通用協(xié)議架構(gòu)；圖4A描述了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的蜂窩網(wǎng)絡(luò)；圖4B到4E描述了圖4A中根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的示范性邏輯通信連接；圖5A到C描述了圖4A中以根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的移動臺負(fù)載為基礎(chǔ)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)示范性邏輯通信連接；圖6描述了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的集中基地收發(fā)信臺(CBTS)以及遠(yuǎn)程收發(fā)信機(jī)(RTRX)；圖7描述了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的集中基地收發(fā)信臺(CBTS)以及遠(yuǎn)程收發(fā)信機(jī)(RTRX)；圖8是一個(gè)用于在可配置機(jī)箱中使用的本發(fā)明實(shí)施例的框圖；圖9描述了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的經(jīng)過配置的機(jī)箱；圖10描述了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的經(jīng)過配置的機(jī)箱；圖11是一個(gè)描述本發(fā)明不同實(shí)施例的表格；圖12是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的替換架構(gòu)；圖13是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)替換架構(gòu)；圖14是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的又一個(gè)替換架構(gòu)；圖15仍是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)替換架構(gòu)；以及圖1 6是一個(gè)使用軟件功能塊來實(shí)現(xiàn)的通信系統(tǒng)的簡化框圖，其中軟件功能塊經(jīng)由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)而被耦合。
具體實(shí)施例方式
參考特定結(jié)構(gòu)來對示范性實(shí)施例進(jìn)行描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解，當(dāng)保持在權(quán)利要求范圍內(nèi)部的同時(shí)，可以進(jìn)行各種修改和變化。舉例來說，示范性實(shí)施例使用了GSM標(biāo)準(zhǔn)，但是也可以使用任何TDMA、FDMA、CDMA、3G(第三代移動通信)或是其他類型的標(biāo)準(zhǔn)。
而就本說明書而言，術(shù)語“基站”(BS)包括任何BTS、BSC或是MSC中存在的結(jié)構(gòu)和特征。同樣，術(shù)語“網(wǎng)絡(luò)組件”包括任何BTS、BSC或MSC中存在的結(jié)構(gòu)和特征，其中BTS、BSC或MSC依賴于相對特定網(wǎng)絡(luò)組件而被描述的結(jié)構(gòu)和特征。如下所述，示范性實(shí)施例能夠根據(jù)各自結(jié)構(gòu)來執(zhí)行所有這些功能。
A.網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖1描述了一個(gè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)10，其中顯示了與基地收發(fā)信臺(BTS)40(尤其是40a到40g)進(jìn)行通信的多個(gè)移動臺(MS)20(尤其是20a、20b和20c)。當(dāng)一個(gè)MS20向一個(gè)BTS40發(fā)起呼叫時(shí)，它會使用一個(gè)國際移動用戶標(biāo)識碼(IMSI)來進(jìn)行。為了進(jìn)行驗(yàn)證，BTS40把IMSI發(fā)送到多個(gè)基站控制器(BSC)50(尤其是50a、50b和50c)中的一個(gè)，以及多個(gè)移動服務(wù)中心(MSC)60(尤其是60a和60b)中的一個(gè)。MSC60判定IMSI是否與相關(guān)的訪問者位置登記(VLR)70(尤其是70a和70b)中的一個(gè)相匹配。如果沒有在VLR70中發(fā)現(xiàn)IMSI，那么MSC60瀏覽一個(gè)歸屬位置登記(HLR)80，以便嘗試匹配IMSI。如果沒有在HLR80中發(fā)現(xiàn)IMSI，那么MSC60經(jīng)由公共交換電話網(wǎng)(PSTN)90進(jìn)行尋找，以便在其他網(wǎng)絡(luò)的HLR中匹配IMSI。一旦通過驗(yàn)證，BTS40將被批準(zhǔn)與MS20進(jìn)行通信，并且網(wǎng)絡(luò)設(shè)置該呼叫。
圖2和3描述了GSM協(xié)議與GSM接口的聯(lián)系。GSM協(xié)議包括MS與GSM網(wǎng)絡(luò)之間的若干個(gè)通信層。無線電接口顯示成垂直線100。這些層包括無線電資源(RR)，移動性管理(MM)和通信管理(CM)，以及輔助服務(wù)(SS)。按照慣例，RR在BSC中實(shí)現(xiàn)，而MM和CM則是在MSC中執(zhí)行的，并且SS是結(jié)合HLR而被實(shí)現(xiàn)的。然而并不需要按照現(xiàn)有技術(shù)圖所示方法而把這些功能分成特定硬件。這就是本發(fā)明的主旨。
圖4A描述了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的蜂窩系統(tǒng)100，用于與多個(gè)移動臺102或是在多個(gè)移動臺102之間進(jìn)行通信。系統(tǒng)100包括構(gòu)成本系統(tǒng)的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件。網(wǎng)絡(luò)組件包括多個(gè)基地收發(fā)信臺(BTS)104a-104c，一個(gè)或多個(gè)基站控制器(BSC)106a、106b，以及一個(gè)或多個(gè)移動臺控制器108a、108b。在一個(gè)電路交換或分組交換網(wǎng)絡(luò)110上，例如在互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)、異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)或其它類型的網(wǎng)絡(luò)上，網(wǎng)絡(luò)組件相互耦合。雖然這些網(wǎng)絡(luò)組件具有常規(guī)名稱BTS104、BSC106以及MSC108，但是它們并不一定非要具有與現(xiàn)有技術(shù)中描述或公開的常規(guī)BTS、BSC以及MSC相同的結(jié)構(gòu)和功能。舉例來說，在BTS104中實(shí)施RR功能比在BSC106中更有效，因此BTS將會執(zhí)行RR功能。同樣，在BSC106中實(shí)施MM或CM功能比在MSC108中更有效，因此BSC將會執(zhí)行這些功能。
圖4A中的一個(gè)可選網(wǎng)絡(luò)組件是關(guān)守112。關(guān)守112被設(shè)計(jì)成在一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)上提供切換功能，以便對呼叫和數(shù)據(jù)進(jìn)行路由選擇。這個(gè)功能性實(shí)例包括那些由H323、H428或會話啟動協(xié)議等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)描述的功能。
對于圖4A所示網(wǎng)絡(luò)組件來說，其中每一個(gè)都包含了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)適配器(未示出)，這個(gè)適配器被配置成耦合到網(wǎng)絡(luò)110，并且采用了該網(wǎng)絡(luò)所用的一個(gè)協(xié)議。這種網(wǎng)絡(luò)適配器的一個(gè)實(shí)例是中繼模塊、一個(gè)通常包含多個(gè)信號處理器以及耦合到時(shí)分/空分交換機(jī)的接口成幀器的混雜模塊，其中時(shí)分/空分交換機(jī)能在TDM總線、信號處理器以及接口成幀器之間對信息進(jìn)行路由選擇。中繼模塊執(zhí)行任何必要的速率匹配、回波消除或是接口功能。另外，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件都具有一個(gè)地址，以便將數(shù)據(jù)導(dǎo)向該網(wǎng)絡(luò)組件。如下所述，網(wǎng)絡(luò)地址使得有可能邏輯連接到網(wǎng)絡(luò)組件。
B.邏輯通信圖4B到4E描述了如圖4A所示蜂窩系統(tǒng)100的示范性邏輯通信連接。圖4A所示系統(tǒng)100的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，任何BTS網(wǎng)絡(luò)組件104可以與任何BSC網(wǎng)絡(luò)組件106進(jìn)行通信，任何BSC網(wǎng)絡(luò)組件可以與任何MSC網(wǎng)絡(luò)組件108進(jìn)行通信。這樣就非常有利地提供了一種架構(gòu)，該架構(gòu)能夠均衡通信處理或消息負(fù)載，其中包括控制信號或消息以及數(shù)據(jù)。
圖4B顯示了網(wǎng)絡(luò)組件的一個(gè)邏輯連接，這些網(wǎng)絡(luò)組件形成了一個(gè)蜂窩系統(tǒng)100，其排序類似常規(guī)蜂窩基站系統(tǒng)。參考圖4B，BTS104a、104b耦合到BSC106a，BSC106a進(jìn)而耦合到MSC108a。MSC108a還耦合到BSC106b，并且經(jīng)由BSC耦合到BTS104c。MSC108b、BSC106c以及BTS104d可以形成一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)或子系統(tǒng)，如剖視圖所示，該系統(tǒng)可選地經(jīng)由一條鏈路114鏈接到MSC108a，或是經(jīng)由PSTN(本圖中未示出)鏈接到MSC108a。根據(jù)常規(guī)架構(gòu)，在BTS、BSC以及MSC之間存在專用線路。然而在本發(fā)明中，網(wǎng)絡(luò)組件之間的通信是在網(wǎng)絡(luò)110上實(shí)現(xiàn)的。這樣，MSC108a或是例如關(guān)守112中的系統(tǒng)控制器功能就可以很有利地將通信、信令以及消息業(yè)務(wù)量導(dǎo)向具有可用帶寬的網(wǎng)絡(luò)組件。
圖4C和4D描述了在BSC A過載的情況下，如何將業(yè)務(wù)量從BSC A106a路由到BSC B 106b。舉例來說，如果來自BTS A 104a的業(yè)務(wù)量很大，雖然來自BTS B 104b、BTS C 104c以及BTS D 104d的業(yè)務(wù)量相對較少，但是本發(fā)明的架構(gòu)允許把系統(tǒng)100變換或是重新配置成圖4D顯示的邏輯連接，其中BSC B 106b與BTS B 104b、BTS C 104c以及BTS D 104d處理業(yè)務(wù)量，釋放BSC A 106a的資源，使之做出更大貢獻(xiàn)，或者，在完全顯示的實(shí)例中，對來自BTS A 104a上的資源進(jìn)行處理。這將為BTSA 104a服務(wù)的移動臺102提供更好的呼叫響應(yīng)，同時(shí)仍然在BTS B104b、BTS C 104c以及BTS D 104d服務(wù)的另一區(qū)域中保持良好的呼叫覆蓋。
圖4E顯示了在網(wǎng)絡(luò)組件發(fā)生故障的情況下，如何對業(yè)務(wù)量進(jìn)行路由選擇。舉例來說，如果BSC A 106a出現(xiàn)故障，那么來自BTS A 104a與BTS B 104b的業(yè)務(wù)量以及任何呼叫狀態(tài)信息都僅僅重新路由到BSC B106b。
蜂窩通信系統(tǒng)中一個(gè)有趣的方面是，移動臺業(yè)務(wù)量有可能在特定時(shí)間聚集在特定位置，并且造成特定網(wǎng)絡(luò)組件上的過度負(fù)載。舉例來說，在一個(gè)有高速公路穿過的小區(qū)中，上下班往返時(shí)間有可能出現(xiàn)大量業(yè)務(wù)量，而在非上下班往返時(shí)間則出現(xiàn)較少業(yè)務(wù)量。過去，常規(guī)蜂窩通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)被設(shè)計(jì)成對最高額的預(yù)期通信業(yè)務(wù)量進(jìn)行處理，由此對硬件進(jìn)行部署。由于常規(guī)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成對上下班往返時(shí)間的業(yè)務(wù)量進(jìn)行處理，因此非上下班往返時(shí)間將會存在過剩容量。這是一種效率非常低下的硬件資源部署。本發(fā)明解決這個(gè)問題。
圖5A-C描述了基于移動臺負(fù)載116的圖4蜂窩網(wǎng)絡(luò)的邏輯通信連接。例如，圖5A描述了早晨的交通高峰時(shí)間，其中用戶聚集在BTS A 104a附近的高速公路上，而主要負(fù)載位于BTS A、BTS B 104b以及BTS C 104c上。本發(fā)明規(guī)定，來自任何一個(gè)BTS網(wǎng)絡(luò)組件104的通信業(yè)務(wù)量都可以發(fā)送到任何一個(gè)可用BSC網(wǎng)絡(luò)組件106。因此，來自BTS B 104b的通信業(yè)務(wù)量在BSC A 106a與BSC B之間劃分。結(jié)果，BSC A 106a與BSC B 106b處理大致相同的負(fù)載。
例如，圖5B描述了一個(gè)午餐事件，在這個(gè)事件附近，用戶外出到一個(gè)BTS D 104d附近的購物中心或是其他一組餐館，主要負(fù)載位于BTSB 104b、BTS C 104c以及BTS D 104d。本發(fā)明規(guī)定，來自任何一個(gè)BTS網(wǎng)絡(luò)組件104的通信業(yè)務(wù)量可以發(fā)送到任何一個(gè)可用BSC網(wǎng)絡(luò)組件106。因此，來自BTS 104b的通信業(yè)務(wù)量在BSC A 106a與BSC B 106b之間劃分。結(jié)果，BSC A 106a與BSC B 106b處理大致相同的負(fù)載。
圖5C描述了一個(gè)故障事件，例如BTS C 104c出現(xiàn)故障。在這種情況下，通信業(yè)務(wù)量被導(dǎo)向BTS B 104b和BTS D 104d，而BTS B 104b和BTS D 104d進(jìn)一步將通信業(yè)務(wù)量同等地發(fā)送到BSC A 106a和BSC B106b。結(jié)果，BSC A 106a與BSC B 106b再次處理大致相同的負(fù)載。
C.替換網(wǎng)絡(luò)組件根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種集中基地收發(fā)信臺(CBTS)架構(gòu)，其中收發(fā)信機(jī)(TRX)分為兩個(gè)子系統(tǒng)一個(gè)與CBTS共存的中央收發(fā)信機(jī)(CTRX)子系統(tǒng)，以及一個(gè)地理上遠(yuǎn)離CBTS和CTRX的遠(yuǎn)程收發(fā)信機(jī)(RTRX)子系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，RTRX包括RF天線電路，用于與移動臺一起經(jīng)由RF信號來發(fā)送出站信息和接收入站信息。出站信息和入站信息既包括信令信息也包括數(shù)據(jù)信息。
每個(gè)RTRX中的天線電路都把出站數(shù)據(jù)從數(shù)字格式轉(zhuǎn)換成發(fā)送到移動臺的RF信號，并把來自移動臺的RF信號轉(zhuǎn)換為供蜂窩網(wǎng)絡(luò)處理的數(shù)字入站數(shù)據(jù)。盡管需要的話，可以將附加處理能力嵌入RTRX內(nèi)部，但是一般來說，最好保持RTRX內(nèi)部電路最小，以便簡化維護(hù)和升級。另外，由于RTRX可以被在難以到達(dá)的位置實(shí)現(xiàn)(例如大樓或其他建筑物頂部這種提供最佳傳輸質(zhì)量的位置)，或者RTRX有可能受到氣象因素的影響，因此最小RTRX的設(shè)計(jì)提高了堅(jiān)固性，而這降低了維護(hù)費(fèi)用。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖6描述了一個(gè)包含Abis接口120的CBTS118。在CBTS118中，天線電路是在RTRX子系統(tǒng)122a-110e中實(shí)現(xiàn)的。盡管每個(gè)RTRX122都顯示具有一個(gè)單獨(dú)的天線124，但是它們也可以用分離的發(fā)送以及一個(gè)或多個(gè)接收天線來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的，每個(gè)RTRX122都包含天線電路，例如無線電接口電路以及在上行鏈路方向上將接收到的RF信號處理為二進(jìn)制數(shù)據(jù)比特以便發(fā)送到CTRX的電路(以下將被討論)。另外，每個(gè)RTRX最好包含把(經(jīng)由CTRX)接收自蜂窩網(wǎng)絡(luò)的下行鏈路二進(jìn)制數(shù)據(jù)比特處理成RF信號以便發(fā)送到移動臺的電路。
多個(gè)CTRX126a、126b是在CBTS118中實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)CTRX126都包含一個(gè)RF質(zhì)量控制部分。每個(gè)CTRX 126都在任何給定時(shí)間耦合到唯一的一組RTRX。在所顯示的實(shí)現(xiàn)中，RTRX 122a、122b都耦合到CTRX126a，而RTRX 122d-122e則耦合到CTRX 126b。RTRX 122及其CTRX 126之間的耦合可以經(jīng)由任何恰當(dāng)?shù)陌ɡ珉p絞線、同軸電纜或光纖的傳輸介質(zhì)進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施例中，傳輸介質(zhì)代表一條雙絞線，并且業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)、無線電控制和狀態(tài)是通過使用一個(gè)數(shù)字基帶物理層協(xié)議(T1、E1、E2、E3、DS1、DS3等等)而在CTRX 126與RTRX 122之間經(jīng)由異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)鏈路傳遞的。作為替換或是補(bǔ)充，也可以使用一種互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)通信技術(shù)。盡管圖6所示各組RTRX都是串級鏈排列，但是也可以將各個(gè)RTRX并行耦合到它們的相關(guān)CTRX 126。
通常，任何數(shù)目的RTRX 122都可以耦合到一個(gè)CTRX126，來自每個(gè)RTRX的數(shù)據(jù)都可以帶有一個(gè)恰當(dāng)?shù)臉?biāo)識符，以使CTRX能夠識別發(fā)送數(shù)據(jù)的RTRX。在實(shí)踐中，可以將RTRX122數(shù)目限制在一個(gè)合理的數(shù)字，以便滿足CTRX126的處理能力，或是避免覆蓋RTRX與CTRX之間的傳輸信道。如果傳輸信道上的物理層組幀是E1(30 DS0)，那么大約5或6個(gè)(如果容量允許的話，也可以更多)RTRX正常工作。對于E2物理層組幀來說，大約22個(gè)(如果容量允許的話，也可以更多)RTRX可以串級鏈接到一個(gè)CTRX。而對于E3物理層組幀來說，由于傳輸信道上的比特率更大，因此可以串級鏈接更多(例如88個(gè)乃至更多)的RTRX。
由于RTRX遠(yuǎn)離CBTS(例如通過敷設(shè)電纜)，因此不需要把CBTS當(dāng)作小區(qū)的基礎(chǔ)。結(jié)合本發(fā)明，每個(gè)CTRX現(xiàn)在都有效定義一個(gè)聚集小區(qū)(aggregate cell)，這個(gè)小區(qū)是由相關(guān)RTRX的無線電小區(qū)組成的。RTRX自身遠(yuǎn)離CTRX，它們可以分散在小區(qū)內(nèi)部任何地方，甚至可以散布在關(guān)聯(lián)其他CTRX的RTRX之間。應(yīng)當(dāng)理解的是，多組RTRX及其定位的簡化以一種在現(xiàn)有技術(shù)中完全無法實(shí)現(xiàn)的方式而為服務(wù)供應(yīng)商在小區(qū)成形中提供了靈活性。
當(dāng)然，還可以使用常規(guī)天線技術(shù)來形成單獨(dú)的無線電小區(qū)，例如使用定向天線或是提高發(fā)射功率。如果提高發(fā)送功率，那么與現(xiàn)有技術(shù)的BTS電路的情況一樣，所產(chǎn)生的額外的熱和功率不會為CBTS處理線路帶來危險(xiǎn)，其中現(xiàn)有技術(shù)的BTS電路與現(xiàn)有技術(shù)中的TRX天線共存。另一方面，在一種典型情況下，由一個(gè)大功率TRX預(yù)先覆蓋的給定區(qū)域也可以由多個(gè)RTRX覆蓋，其中每一個(gè)RTRX都以較低功率電平進(jìn)行發(fā)送。在這種方式下，給定區(qū)域可以用一組簡單結(jié)實(shí)的低功率RTRX覆蓋，由此實(shí)質(zhì)上降低了實(shí)現(xiàn)BTS的成本，并使小區(qū)間干擾電勢最小，和/或改進(jìn)了頻率再用。在為給定區(qū)域提供等價(jià)或更好覆蓋的同時(shí)還可以使用低功率天線，這是本發(fā)明的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)。
在圖6中，各組RTRX都顯示是經(jīng)由恰當(dāng)?shù)膫鬏斀橘|(zhì)直接耦合到其相關(guān)CTRX的。圖7描述了一個(gè)替換CTRX126和RTRX122的實(shí)施，其中路由資源在RTRX和CBTS118中被提供，以便于動態(tài)地將例如CBTS數(shù)字信號處理(DSP)資源分配給聚集小區(qū)的RTRX122。在這個(gè)實(shí)施過程中，RTRX122a-122e串級鏈接到路由電路128。一方面，路由電路128代表一個(gè)異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)路由電路。作為替換或是補(bǔ)充，也可以使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)通信技術(shù)。數(shù)據(jù)庫、表格或是控制路由電路128的智能算法確定將哪個(gè)RTRX分配給哪個(gè)CTRX126a-126c。在這種情況下，每個(gè)RTRX都與唯一的ATM或IP地址關(guān)聯(lián)，并具有恰當(dāng)?shù)腁TM或IP組幀電路，以便分組化解調(diào)的RF數(shù)據(jù)，從而將該數(shù)據(jù)傳送到路由電路128，或是對路由電路發(fā)送的ATM或IP數(shù)據(jù)分組進(jìn)行拆包。業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)、無線電控制以及狀態(tài)數(shù)據(jù)可以按照每個(gè)信元大約兩個(gè)字符串而封裝在ATM或IP信元中，從而在一個(gè)RTRX及其相關(guān)CTRX之間進(jìn)行傳輸。如果使用幀中繼協(xié)議，那么可以使用相似技術(shù)。
D.替換架構(gòu)1)組合圖1描述的架構(gòu)可以結(jié)合或是使用組件的一個(gè)組合來壓縮。在這一方面，如果是圖8所示的本發(fā)明的話，則可以使用一個(gè)TDM總線130和一個(gè)VME總線132來實(shí)現(xiàn)一個(gè)模塊化可擴(kuò)展架構(gòu)。機(jī)箱134為沿著一個(gè)底板的VME總線132和TDM總線130提供支持。如在本領(lǐng)域已知的那樣，諸如中央處理單元(CPU)134這樣的部件被安置在機(jī)箱當(dāng)中，以便經(jīng)由一個(gè)連接器連接到底板。這些部件可以構(gòu)造在單層、雙層或是更多層的印刷電路板上。它們定義了最終得到的網(wǎng)絡(luò)組件。CPU134、數(shù)字信號處理器(DSP)136以及CTRX138耦合到VME總線132和TDM總線130。時(shí)鐘模塊140耦合到TDM總線130并且產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)鐘，從而使得子系統(tǒng)能以一種同步方式進(jìn)行工作。具有一個(gè)E1/開關(guān)的中繼模塊142與VME總線132和TDM總線130相耦合。圖8描述了一個(gè)具有單個(gè)TRX的BTS結(jié)構(gòu)，圖9也對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述。
圖9描繪了具有兩個(gè)CTRX、一個(gè)RF分布插件板、一個(gè)CPU和一個(gè)E1插件板的CBTS118。這個(gè)機(jī)箱可以作為一個(gè)獨(dú)立單元工作，也可以安裝在一個(gè)設(shè)備架上，以便用于實(shí)地部署。此外，可以將任何插件板放置在任何插槽中。通過移除所有CTRX，有可能僅僅使用中繼模塊和CPU插件板來構(gòu)建BSC或MSC結(jié)構(gòu)。
由于該架構(gòu)可以充分?jǐn)U展，因此圖10描述了一個(gè)具有六個(gè)TRX、兩個(gè)CPU以及三個(gè)中繼模塊的基站。通過對用于部署的處理元件進(jìn)行選擇，可以提供任何基站結(jié)構(gòu)和功能。通過本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)各種可能的功能，例如BTS、BSC、組合BTS/BSC、MSC、組合BSC/MSC以及組合BTS/BSC/MSC。當(dāng)CPU功能并入CTRX處理器和中繼模塊處理器時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)一種具有單個(gè)CTRX和單個(gè)中繼模塊的結(jié)構(gòu)。
為了實(shí)現(xiàn)伸縮(collapsing)功能，使用了中繼模塊142，以便適應(yīng)不同的信息速率?；剡^來參考圖6和7，成幀器經(jīng)由2Mbps的成幀器端口TxA和TxB而與時(shí)分/空分交換機(jī)402耦合。這個(gè)2Mbps是一個(gè)E1接口速率，但是該速率可以修改，以便用于任何一種接口速率。成幀器被配置成與其他網(wǎng)絡(luò)組件進(jìn)行通信，例如BTS、BSC、MSC、PBX、PSTN或其他部件。由于可以把基站配置成實(shí)施BTS、BSC或MSC的功能，因此可以改變接口類型，以便適應(yīng)于特定需要的接口功能。舉例來說，圖7顯示的成幀器能以2Mbps速率連接一個(gè)E1總線或干線，以1.544Mbps速率連接一個(gè)T1，以64Kbps速率連接DSO，或是連接其他數(shù)字接口。
圖12和13描述了根據(jù)機(jī)箱134中所連接的元件而被構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)組件。
圖12描繪了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中BSC和CBTS功能組合在同一機(jī)箱中。一個(gè)被配置成了實(shí)現(xiàn)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件的機(jī)箱可以具有多個(gè)CTRX、一個(gè)中繼模塊、一個(gè)CPU、時(shí)鐘插件板和一個(gè)射頻分配插件板。如上所述經(jīng)由BSC或CBTS而對呼叫進(jìn)行路由選擇的路由功能現(xiàn)在則是通過BSC/CBTS組合來路由的。為了完成其中一些交換技術(shù)，Abis接口是作為一個(gè)偽(faux)Abis來實(shí)施的。
圖13描繪了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中MSC和BSC功能組合在同一機(jī)箱中。一個(gè)被配置成實(shí)現(xiàn)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件的機(jī)箱可以具有一個(gè)中繼模塊，一個(gè)CPU和一個(gè)時(shí)鐘插件板。如上所述經(jīng)由MSC或BSC而對呼叫進(jìn)行路由選擇的路由功能現(xiàn)在則是通過MSC/BSC組合來路由的。為了實(shí)現(xiàn)其中一些交換技術(shù)，A接口是作為一個(gè)偽A接口實(shí)施的。
圖14描繪了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中MSC、BSC以及CBTS功能組合在同一機(jī)箱中。一個(gè)被配置成執(zhí)行這個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件的機(jī)箱可以具有多個(gè)CTRX、一個(gè)中繼模塊、一個(gè)CPU、時(shí)鐘插件板以及一個(gè)射頻分配插件板。如上所述經(jīng)由CBTS、BSC或MSC而對呼叫進(jìn)行路由選擇的路由功能現(xiàn)在則是通過MSC/BSC/CBTS組合來路由的。為了完成其中一些交換技術(shù)，A接口是作為一個(gè)偽A接口實(shí)施的，而ABis接口則是作為一個(gè)偽Abis接口實(shí)施的。
可伸縮架構(gòu)的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)添加中繼模塊卡時(shí)，基站的切換能力提高。舉例來說，如圖11所示，通過配置一個(gè)具有三個(gè)中繼模塊的基站，基站容量被增至六個(gè)E1輸出端口。這個(gè)結(jié)構(gòu)既為MSC提供了更強(qiáng)的通信能力，也在基站自身內(nèi)部，例如兩個(gè)CTRX插件板之間提供了更強(qiáng)的信息切換能力。
2)替換通信架構(gòu)圖15描述了環(huán)形結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)100，其中BSC組件106a-106b以及混合BSC/CBTS組件144包含一種用于通過總線或網(wǎng)絡(luò)110在各個(gè)CBTS104a-104b與MSC108之間切換信息的結(jié)構(gòu)。舉例來說，總線110可以是一條E1總線，它使用ATM協(xié)議、IP協(xié)議或幀中繼協(xié)議來對往返于網(wǎng)絡(luò)組件之間的信息進(jìn)行傳送。通過把這些組件耦合到一個(gè)單獨(dú)的總線或網(wǎng)絡(luò)148以及BSC A 106a，可以利用CBTS 104a和104b來配置一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)146。這種結(jié)構(gòu)非常有益，因?yàn)槊總€(gè)網(wǎng)絡(luò)組件都可以訪問所用的其他網(wǎng)絡(luò)組件，用于在網(wǎng)絡(luò)的移動臺與PSTN90之間傳遞信息。
圖16描繪了一種架構(gòu)，其中通信系統(tǒng)100包括多個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)程序或軟件功能塊，其中每一個(gè)都能執(zhí)行上述通信系統(tǒng)組件中的一個(gè)的功能，例如MSC108、BSC106和BTS104。軟件功能塊駐留在通過網(wǎng)絡(luò)110相互耦合的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或服務(wù)器(未示出)上，其中通信信號或數(shù)據(jù)以及控制信號是在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)110上傳遞或發(fā)送的。網(wǎng)絡(luò)110可以是一個(gè)電路交換網(wǎng)絡(luò)，也可以是一個(gè)分組交換網(wǎng)絡(luò)，例如互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)和異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)選地，網(wǎng)絡(luò)240是一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)，例如局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)或互聯(lián)網(wǎng)。
通常，軟件功能塊包含一個(gè)執(zhí)行MM功能的移動性管理(MM)功能塊150，執(zhí)行VLR功能的訪問者位置登記(VLR)功能塊152，一個(gè)執(zhí)行CM功能的通信管理(CM)功能塊153，以及執(zhí)行RR功能的多個(gè)無線電資源(RR)功能塊154。BTS104可以包含多個(gè)個(gè)別的或獨(dú)立硬件和軟件單元156A、1560B、156C、156D，其中每一個(gè)都具有一個(gè)塔架158或是與之關(guān)聯(lián)的天線，并且其中每一個(gè)都與網(wǎng)絡(luò)110相耦合?？商鎿Q的，BTS104可以包含一個(gè)BTS軟件功能塊160，它駐留在一個(gè)與網(wǎng)絡(luò)110相耦合的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或服務(wù)器上，還可以包含一個(gè)或多個(gè)與BTS軟件功能塊相耦合的遠(yuǎn)程收發(fā)信機(jī)或RTRX122A、122B，其中每一個(gè)都具有一個(gè)塔架128或是與之關(guān)聯(lián)的天線。
在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)110是一個(gè)分組交換網(wǎng)絡(luò)，通信系統(tǒng)100還包含一個(gè)語音網(wǎng)關(guān)以及一個(gè)耦合到該網(wǎng)絡(luò)和PSTN 90的關(guān)守，以便于PSTN與移動臺102之間的通信。通常，語音網(wǎng)關(guān)包含一個(gè)語音網(wǎng)關(guān)軟件功能塊162，用于將PSTN104上傳遞的語音、數(shù)據(jù)以及控制信號或通信轉(zhuǎn)換成分組交換網(wǎng)絡(luò)110上傳遞的分組，關(guān)守164在網(wǎng)絡(luò)上對分組進(jìn)行路由選擇，或者引導(dǎo)這些分組。
在另一個(gè)實(shí)施例中，各種軟件功能塊可以結(jié)合或是保存在一個(gè)或兩個(gè)緊密耦合的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，從而形成或是創(chuàng)建MSC108以及BSC106。舉例來說，在顯示MM功能塊150的實(shí)施例中，VLR功能塊152和語音網(wǎng)關(guān)軟件功能塊162可以駐留在一個(gè)單一專用的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上，以便充當(dāng)一個(gè)MSC108。與之相似，另一個(gè)專用的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上的一個(gè)或多個(gè)RR功能塊154可以充當(dāng)一個(gè)BSC106。
現(xiàn)在將對本發(fā)明的一些重要方面進(jìn)行重復(fù)，以便進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)其結(jié)構(gòu)、功能和優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一個(gè)分布式蜂窩通信系統(tǒng)。通常，通信系統(tǒng)包含一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)與該網(wǎng)絡(luò)耦合的公用交換電話網(wǎng)(PSTN)，多個(gè)耦合到該網(wǎng)絡(luò)的基地收發(fā)信臺(BTS)，以及至少一個(gè)耦合到該網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或服務(wù)器，其中這個(gè)配置成執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包含適于使BTS能在移動臺之間以及移動臺與PSTN之間傳遞數(shù)據(jù)的軟件功能塊。移動臺之間以及移動臺與PSTN之間傳遞的數(shù)據(jù)通常包含語音通信。優(yōu)選的，BTS在地理上相互分離，其中每一個(gè)都被配置成在一種無線介質(zhì)上與相關(guān)小區(qū)的移動臺進(jìn)行通信。更為優(yōu)選的是，軟件功能塊包含一個(gè)執(zhí)行MM功能的移動性管理(MM)功能塊，一個(gè)執(zhí)行VLR功能的訪問者位置登記(VLR)功能塊，以及多個(gè)執(zhí)行RR功能的無線資源(RR)功能塊。CM功能塊153執(zhí)行的CM功能包括在移動臺從一個(gè)小區(qū)移動到另一個(gè)小區(qū)的時(shí)候切換BTS之間的通信，從而在一個(gè)移動臺與網(wǎng)絡(luò)之間建立通信。RR功能塊所執(zhí)行的RR功能包括在移動臺從一個(gè)小區(qū)移動到另一個(gè)小區(qū)的時(shí)候切換BTS之間的通信，從而在一個(gè)移動臺與網(wǎng)絡(luò)之間保持通信。本發(fā)明的通信系統(tǒng)的分布式模塊化特征能使可用BTS與軟件功能塊之間的通信業(yè)務(wù)量負(fù)載均衡，從而在傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中提供前所未有的提高的效率。
所述網(wǎng)絡(luò)可以是一個(gè)電路交換網(wǎng)絡(luò)，也可以是一個(gè)分組交換網(wǎng)絡(luò)，例如互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)和異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)，PSTN經(jīng)由一個(gè)語音網(wǎng)關(guān)耦合到這個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)。更為優(yōu)選的是，語音網(wǎng)關(guān)包含一個(gè)語音網(wǎng)關(guān)功能塊，它具有用于執(zhí)行以下功能的軟件(i)在經(jīng)由PSTN發(fā)送的語音通信或信號與經(jīng)由IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的分組之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以及(ii)對IP網(wǎng)絡(luò)上的分組進(jìn)行路由選擇。在本實(shí)施例的一種形式中，語音網(wǎng)關(guān)軟件功能塊、MM功能塊和VLR功能塊位于一個(gè)專用的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，從而形成一個(gè)移動業(yè)務(wù)中心(MSC)。作為替換或是補(bǔ)充，一個(gè)或多個(gè)RR功能塊可以位于一個(gè)第二專用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，從而形成一個(gè)基站控制器(BSC)。
在一個(gè)替換實(shí)施例中，BTS包含一個(gè)收發(fā)信機(jī)和一個(gè)BTS軟件功能塊，其中，這個(gè)BTS軟件功能塊位于一個(gè)耦合到該網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)?？蛇x的，在BTS軟件功能塊服務(wù)于單獨(dú)的更大小區(qū)的情況下，每個(gè)BTS軟件功能塊都與大量服務(wù)于獨(dú)立小區(qū)或微小區(qū)的單獨(dú)收發(fā)信機(jī)相關(guān)聯(lián)。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明針對的是一個(gè)分布式蜂窩網(wǎng)絡(luò)，其中包括多個(gè)基地收發(fā)信臺網(wǎng)絡(luò)組件和/或軟件功能塊，它們被配置成在一種無線介質(zhì)上與多個(gè)移動臺進(jìn)行通信，其中每個(gè)基地收發(fā)信臺都具有一個(gè)適于耦合到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)接口；多個(gè)基站控制器網(wǎng)絡(luò)組件，其中每一個(gè)都包含一個(gè)適于耦合到該網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)接口；以及至少一個(gè)移動臺控制器網(wǎng)絡(luò)組件，其中包括一個(gè)適于耦合到該網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)接口。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件都具有一個(gè)預(yù)定網(wǎng)絡(luò)地址，通信業(yè)務(wù)量根據(jù)預(yù)定網(wǎng)絡(luò)地址而被路由到每個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件。
在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件的通信業(yè)務(wù)量都被路由選擇，以便均衡網(wǎng)絡(luò)組件之間的處理負(fù)載?？蛇x的，如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件出現(xiàn)故障，那么通信業(yè)務(wù)量將被路由到另一個(gè)能夠執(zhí)行所需功能的網(wǎng)絡(luò)組件。
在一個(gè)替換實(shí)施例中，所述網(wǎng)絡(luò)組件之一是一個(gè)關(guān)守，它被配置成管理互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)上的語音通信。優(yōu)選的，在將語音通信發(fā)送到一個(gè)外部網(wǎng)絡(luò)之前，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的語音通信是由關(guān)守來進(jìn)行路由選擇的。
而在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，提供了一種方法，用于使用一個(gè)具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件的分布式蜂窩網(wǎng)絡(luò)來與多個(gè)移動臺進(jìn)行通信。通常，該方法包括步驟(i)通過一個(gè)收發(fā)信機(jī)網(wǎng)絡(luò)組件而與一個(gè)移動臺傳遞入站信息；(ii)與至少兩個(gè)基站控制器網(wǎng)絡(luò)組件中的一個(gè)傳遞入站信息，以便進(jìn)一步處理入站信息；(iii)與一個(gè)移動臺控制器網(wǎng)絡(luò)組件傳遞入站信息，以便進(jìn)一步處理入站信息；以及(iv)該傳遞步驟包括在網(wǎng)絡(luò)組件之間傳遞網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量是為了效率而被負(fù)載均衡的。
在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件都給定了一個(gè)預(yù)定網(wǎng)絡(luò)地址，并且傳遞網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的步驟包括將根據(jù)預(yù)定網(wǎng)絡(luò)地址而將網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量路由到每個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件。優(yōu)選的，傳遞步驟包括為每個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件路由網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量，以便均衡網(wǎng)絡(luò)組件之間的處理負(fù)載。更為優(yōu)選的是，如果其中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件出現(xiàn)故障，那么通信業(yè)務(wù)量將被路由到另一個(gè)能夠執(zhí)行所需功能的網(wǎng)絡(luò)組件。
在另一個(gè)實(shí)施例中，其中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件是一個(gè)關(guān)守，傳遞步驟包括使用一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)來管理語音通信。優(yōu)選的，在將語音通信發(fā)送到一個(gè)外部網(wǎng)絡(luò)之前，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的語音通信是由關(guān)守來進(jìn)行路由的。
E.結(jié)論本發(fā)明提供了多個(gè)超越已知技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是將低成本的收發(fā)信機(jī)與靈活部署相結(jié)合，從而以低成本實(shí)現(xiàn)了大區(qū)域的通信覆蓋。這就使得蜂窩系統(tǒng)工程師能夠設(shè)計(jì)出實(shí)際上用于任何物理空間的蜂窩覆蓋。本發(fā)明各方面的附加優(yōu)點(diǎn)包括模塊化、可伸縮性、分布式處理、改進(jìn)的性能、減少的網(wǎng)路擁塞、故障容忍度，以及更有效和節(jié)省成本的基站。
特別的，由于多個(gè)RTRX可以耦合到單個(gè)CTRX，并且每個(gè)CBTS可以具有多個(gè)CTRX，因此本發(fā)明的架構(gòu)在配置小區(qū)方面提供了更大靈活性。小區(qū)成形不再受限于修改天線形狀和BTS周圍的發(fā)送范圍。通過所發(fā)明的CBTS架構(gòu)，可以將電纜從一個(gè)CTRX敷設(shè)到地理上分散的任何數(shù)目的RTRX，以便從地理分散的無線電小區(qū)中形成一個(gè)聚合小區(qū)。另外，結(jié)合每個(gè)CBTS中的多個(gè)CTRX，業(yè)務(wù)提供商具有用于配置蜂窩網(wǎng)絡(luò)的很有益的工具。
現(xiàn)在可以使用這些低成本和低功率的RTRX來代替現(xiàn)有技術(shù)中的高功率TRX，以便覆蓋相同區(qū)域。除了降低無線電電路成本之外，本發(fā)明還促進(jìn)了頻率再用，因?yàn)槊總€(gè)無線電小區(qū)(與每個(gè)RTRX相關(guān)聯(lián))都可以變得更小。并且如所討論的那樣，在使用現(xiàn)有RTRX/CTRX組或附加RTRX/CTRX組來對小區(qū)進(jìn)行配置以適應(yīng)容量中的改變方面，將一個(gè)或多個(gè)RTRX與一個(gè)給定CTRX動態(tài)關(guān)聯(lián)的能力為業(yè)務(wù)提供商提供了很大靈活性。
為了進(jìn)行說明和描述，已經(jīng)給出了關(guān)于本發(fā)明特定實(shí)施例和實(shí)例的前述說明，盡管本發(fā)明已經(jīng)通過某些在先實(shí)例進(jìn)行了描述，但是并不意味著由此對本發(fā)明的構(gòu)造進(jìn)行限制。這些實(shí)例并不是對本發(fā)明進(jìn)行窮舉或是將本發(fā)明限制于所公開的確切形式，很明顯，根據(jù)上述教導(dǎo)，有可能進(jìn)行多個(gè)修改、實(shí)施例和變化。本發(fā)明的范圍包含這里所公開的一般范圍，以及所附權(quán)利要求及其等價(jià)物所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種分布式蜂窩通信系統(tǒng)，包括一個(gè)網(wǎng)絡(luò)；一個(gè)耦合到該網(wǎng)絡(luò)的公共交換電話網(wǎng)(PSTN)；多個(gè)耦合到該網(wǎng)絡(luò)的收發(fā)信機(jī)，多個(gè)收發(fā)信機(jī)在地理上相互分離，并且每一個(gè)都被配置成在一個(gè)無線介質(zhì)上與相關(guān)小區(qū)中的移動站進(jìn)行通信；至少一個(gè)耦合到該網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，該至少一個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被配置成執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序包括適于使多個(gè)收發(fā)信機(jī)能在移動臺之間以及一個(gè)移動臺與PSTN之間傳遞數(shù)據(jù)的軟件功能塊，這些軟件功能塊包括一個(gè)實(shí)施MM功能的移動性管理(MM)功能塊；一個(gè)實(shí)施VLR功能的訪問者位置登記(VLR)功能塊；一個(gè)實(shí)施CM功能的通信管理(CM)功能塊；多個(gè)實(shí)施RR功能的無線電資源(RR)功能塊，所述RR功能包括在移動臺從一個(gè)小區(qū)移動到另一個(gè)小區(qū)的時(shí)候切換多個(gè)收發(fā)信機(jī)之間的通信，從而保持移動臺與網(wǎng)絡(luò)之間的通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中收發(fā)信機(jī)以及軟件功能塊之間的通信業(yè)務(wù)量被負(fù)載均衡，以便提供提高的效率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中該網(wǎng)絡(luò)是從一組網(wǎng)絡(luò)中選出的，所述一組網(wǎng)絡(luò)包括電路交換網(wǎng)絡(luò)；互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)；異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中該網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)，其中PSTN經(jīng)由一個(gè)語音網(wǎng)關(guān)耦合到該IP網(wǎng)絡(luò)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的通信系統(tǒng)，其中語音網(wǎng)關(guān)包括一個(gè)語音網(wǎng)關(guān)功能塊，其中包括執(zhí)行以下功能的軟件在經(jīng)由PSTN發(fā)送的語音通信與經(jīng)由IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的分組之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以及對IP網(wǎng)絡(luò)上的分組進(jìn)行路由選擇。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的通信系統(tǒng)，其中語音網(wǎng)關(guān)軟件功能塊、MM功能塊以及VLR功能塊駐留在一個(gè)稱為移動服務(wù)中心(MSC)的專用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的通信系統(tǒng)，其中多個(gè)RR功能塊中的至少一個(gè)駐留在一個(gè)稱為基站控制器(BSC)的專用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中移動臺之間以及一個(gè)移動臺與PSTN之間傳遞的數(shù)據(jù)包括語音通信。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中多個(gè)收發(fā)信機(jī)中的每一個(gè)都包括一個(gè)收發(fā)信機(jī)和一個(gè)基地收發(fā)信機(jī)(BTS)軟件功能塊，它們駐留在一個(gè)與該網(wǎng)絡(luò)相耦合的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上。
10.一種用于提供與多個(gè)移動站進(jìn)行的無線通信的分布式蜂窩網(wǎng)絡(luò)，包括多個(gè)基地收發(fā)信臺網(wǎng)絡(luò)組件，它們被配置成在一種無線介質(zhì)上與多個(gè)移動臺進(jìn)行通信，其中每個(gè)基地收發(fā)信臺都包括一個(gè)適于耦合到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)接口；多個(gè)基站控制器網(wǎng)絡(luò)組件，其中每一個(gè)都包含一個(gè)適于耦合到該網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)接口；至少一個(gè)移動臺控制器網(wǎng)絡(luò)組件，其中包括一個(gè)適于耦合到該網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)接口；其中為了效率而將基地收發(fā)信臺、基站控制器以及移動切換中心之間的通信業(yè)務(wù)量進(jìn)行均衡負(fù)載。
11.權(quán)利要求10的分布式蜂窩網(wǎng)絡(luò)，其中所述每個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件都被給定了一個(gè)預(yù)定網(wǎng)絡(luò)地址，并且通信業(yè)務(wù)量被基于預(yù)定網(wǎng)絡(luò)地址而路由到所述每個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件。
12.權(quán)利要求11的分布式蜂窩網(wǎng)絡(luò)，其中對于每個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件的通信業(yè)務(wù)量都被路由，以便均衡網(wǎng)絡(luò)組件之間的處理負(fù)載。
13.權(quán)利要求11的分布式蜂窩網(wǎng)絡(luò)，其中如果所述網(wǎng)絡(luò)組件之一出現(xiàn)故障，那么通信業(yè)務(wù)量將被路由到另一個(gè)能夠執(zhí)行所需功能的網(wǎng)絡(luò)組件。
14.權(quán)利要求10的分布式蜂窩網(wǎng)絡(luò)，其中所述網(wǎng)絡(luò)組件之一是一個(gè)關(guān)守，并被配置成管理在IP協(xié)議上的語音通信。
15.權(quán)利要求14的分布式蜂窩網(wǎng)絡(luò)，其中在將語音通信發(fā)送到外部網(wǎng)絡(luò)之前，語音通信最好由網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的關(guān)守進(jìn)行路由。
16.一種使用一個(gè)包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件的蜂窩網(wǎng)絡(luò)來提供與多個(gè)移動臺的無線通信的方法，包括步驟通過一個(gè)收發(fā)信機(jī)網(wǎng)絡(luò)組件而與一個(gè)移動臺傳遞入站信息；與至少兩個(gè)基站控制器網(wǎng)絡(luò)組件中的一個(gè)傳遞入站信息，以便進(jìn)一步處理入站信息；與一個(gè)移動臺控制器網(wǎng)絡(luò)組件傳遞入站信息，以便進(jìn)一步處理入站信息；以及傳遞步驟包括在網(wǎng)絡(luò)組件之間傳遞網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量被為了效率而進(jìn)行負(fù)載均衡。
17.權(quán)利要求16的方法，其中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件都被給定了一個(gè)預(yù)定網(wǎng)絡(luò)地址，傳遞網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的步驟包括基于預(yù)定網(wǎng)絡(luò)地址來將網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量路由到每個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件。
18.權(quán)利要求17的方法，其中傳遞步驟包括為每個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件路由通信業(yè)務(wù)量，以便均衡網(wǎng)絡(luò)組件之間的處理負(fù)載。
19.權(quán)利要求17的方法，其中如果所述網(wǎng)絡(luò)組件之一出現(xiàn)故障，那么通信業(yè)務(wù)量將被路由到另一個(gè)能夠執(zhí)行所需功能的網(wǎng)絡(luò)組件。
20.權(quán)利要求16的方法，其中，所述網(wǎng)絡(luò)組件之一是關(guān)守，并且其中傳遞步驟包括使用一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議來管理語音通信。
21.權(quán)利要求10的方法，其中在將語音通信發(fā)送到外部網(wǎng)絡(luò)之前，語音通信最好由網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的關(guān)守進(jìn)行路由。
全文摘要
一種分布式蜂窩網(wǎng)絡(luò)(100)提供了與多個(gè)移動臺(102)進(jìn)行的無線通信。多個(gè)基地收發(fā)信機(jī)網(wǎng)絡(luò)組件(104)被配置成在一種無線介質(zhì)上與多個(gè)移動臺(102)進(jìn)行通信，其中每個(gè)基地收發(fā)信臺都包括一個(gè)適于耦合到網(wǎng)絡(luò)(110)的網(wǎng)絡(luò)接口。至少一個(gè)移動臺控制器網(wǎng)絡(luò)組件(108)包括一個(gè)適于耦合到網(wǎng)絡(luò)(100)的網(wǎng)絡(luò)接口。對系統(tǒng)(100)進(jìn)行配置，以便為了效率而對于基地收發(fā)信臺(104)、基站控制器(106)以及移動切換中心(108)之間的通信業(yè)務(wù)量進(jìn)行負(fù)載均衡。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括將低成本收發(fā)信機(jī)(104)與靈活部署相結(jié)合，從而以低費(fèi)用對大區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了通信覆蓋。
文檔編號H04W84/04GK1853427SQ01817842
公開日2006年10月25日 申請日期2001年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月23日
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